Dieetinterventies, per ras, geëvalueerd als aanvullende behandelingen voor pijn (DIRECTPain)

Telefonische screening. Alleen deelnemers die pijn met een hoge impact rapporteren (pijn van >3/10) met beperkingen in ten minste één functioneel domein (werk, sociale/recreatieve activiteiten, persoonlijke verzorging) zullen worden geworven volgens de Nationale Pijnstrategie118. Alle deelnemers ondergaan een screeningsinterview waarbij de artrose-status van elke deelnemer wordt beoordeeld en de gerapporteerde duur van knie-artrose, huidige en eerdere behandelingen, comorbide aandoeningen, huidig ​​medicatiegebruik en dieetomstandigheden worden beoordeeld. Aan de hand van de criteria van het American College of Rheumatology119, zullen deelnemers worden opgenomen, of ze nu unilaterale of bilaterale knieartrose ervaren. De screening zal ook de voedings- en gezondheidsgeschiedenis beoordelen om ervoor te zorgen dat er geen andere uitsluitingscriteria aanwezig zijn. Het gezinsinkomen wordt gerapporteerd om de SES te bepalen en het adres wordt gebruikt om de nabijheid van supermarkten te kwantificeren.

Deelnemers. De onderzoekers zullen 200 volwassenen (40-75) met knieartrose rekruteren. De prevalentie van knieartrose neemt toe met de leeftijd en wordt gezien op zeer lage niveaus vóór de leeftijd van 40 jaar, met een piek bij 65-75 jaar. De steekproef heeft een gelijke vertegenwoordiging van raciale groepen (100 NHB en 100 NHW), wat resulteert in een ontwerp van 2 (ras) bij 2 (LCD of USDA). Deelnemers zullen worden geworven met behulp van bestaande databases, community-flyers, radio-/krantenadvertenties, community-outreach, sociale media en de UAB Pain Treatment Clinic. Onze haalbaarheidsproef had een uitvalpercentage van 12%, maar we willen conservatief zijn tijdens de huidige gezondheidscrisis. We verwachten dat het aanbieden van maaltijden in het huidige voorstel de retentie zal verhogen.

Inclusiecriteria zijn onder meer:

1. diagnose knieartrose
2. pijn in ten minste 4/7 dagen/week gedurende de afgelopen 3 maanden (pijn van ≥3/10 op schaal 0-10)
3. leeftijd tussen 40-75
4. gemiddelde dagelijkse consumptie van >100 g koolhydraten (gebaseerd op Fase 1 voedselchecklist)
5. begrip van mondeling en schriftelijk Engels
6. zelfidentificatie als NHB of NHW
7. BMI tussen 25 en 40 kg/m2

Uitsluitingscriteria zijn onder meer:

1. niet-medicamenteuze diabetes
2. onwil om voorgeschreven diëten te volgen
3. recente gewichtsverandering (>4 kg in de afgelopen maand)
4. momenteel op dieet
5. voorgeschiedenis van eetstoornissen of andere psychiatrische stoornissen waarvoor ziekenhuisopname in de afgelopen 6 maanden nodig was
6. spijsverteringsziekten
7. moeite met kauwen of slikken
8. afhankelijk zijn van anderen voor het bereiden van maaltijden
9. cardiovasculaire of longziekte
10. dagelijkse opioïde pijnstillers
11. gebruik van medicijnen waarvan bekend is dat ze het metabolisme of de spijsvertering veranderen (bijv. protonpompremmers)
12. gebruik van antihypertensiva die de glucosetolerantie beïnvloeden
13. gebruik van tabak
14. deelname aan extreme oefeningen
15. knievervanging

Antropometrische maatregelen. Bij elk bezoek aan de kliniek wordt het gewicht gemeten. Voor alle metingen wordt dezelfde gekalibreerde schaal met gestandaardiseerde stadiometer gebruikt. Ook worden lengte, tailleomtrek, hartslag en bloeddruk gemeten.

Actigrafie. Nadat is vastgesteld of deelnemers in aanmerking komen, wordt deelnemers gevraagd om gedurende 7 dagen een ActiWatch2 (Philips Respironics) te dragen. De Actiwatch2 is een solid-state versnellingsmeter die is ontworpen om dagelijkse slaap-waakpatronen te meten en lichaamsbewegingen vast te leggen. Het verzamelen van objectieve slaapgegevens zal belangrijk zijn omdat pijn en slaapstoornissen vaak comorbide aandoeningen zijn en raciale verschillen vertonen. Er is aangetoond dat actigrafie vergelijkbaar is met polysomnografie en studies hebben de validiteit aangetoond van actigrafische metingen bij personen met en zonder chronische pijn. Deelnemers wordt gevraagd om op de ActiWatch2 te signaleren bij het naar bed gaan en bij het ontwaken in de ochtend. De totale dagelijkse activiteit en activiteit tijdens de slaap (d.w.z. rustgevende slaap) wordt gemeten en vergeleken in de tijd en tussen groepen. Wij zijn van mening dat het LCD-scherm de dagelijkse activiteit zal verhogen en de activiteit tijdens de slaap zal verminderen, wat een signaal is voor een meer rustgevende slaap.

Voedselchecklists en aan voeding gerelateerde vragenlijsten. Voedselgegevens, verzadiging en dieettevredenheid zullen worden beoordeeld door middel van een 7-daagse voedselchecklist die tijdens het eerste bezoek zal worden uitgedeeld en verzameld bij bezoek #2 om de typische inname via de voeding te bepalen. Tijdens de interventie (fase 2) zullen wekelijks 7-daagse voedselchecklists worden ingevuld om een ​​kwantitatieve meting mogelijk te maken van de naleving van het voedingsvoorschrift dat wordt afgeleverd op Android-tablets met Research Electronic Data Capture (REDCap)-software. Deze zullen worden geanalyseerd met behulp van het Nutrition Data System for Research van de Universiteit van Minnesota. Voedsel dat niet wordt verstrekt, wordt genoteerd. De algemene voedingskennis wordt getoetst aan de hand van de General Nutrition Knowledge Questionnaire (GNKQ). De GNKQ beoordeelt 4 domeinen waaronder voedingsrichtlijnen, bronnen van voedingsstoffen, voedselkeuze en voedingsgerelateerde ziekten. Scores voor elke sectie kunnen worden berekend, evenals een algemene kennisscore. De verkorte vorm van de Household Food Security Scale (HFSS-SF) zal worden gebruikt om de voedselzekerheid te beoordelen. Bij aanvang en om de 3 weken zullen de deelnemers de gemodificeerde Trait and State Food-Cravings Questionnaire invullen, die is ontworpen om honger, onbedwingbare trek en andere maatregelen te beoordelen die verband houden met de perceptie van het vermogen om af te zien van eten. Bij bezoek #4 vullen de deelnemers een aangepaste versie van de Treatment Satisfaction Questionnaire for Medication (TSQM) in om de attitudes en tevredenheid met betrekking tot de verstrekte voedingsvoorschriften en bereikte veranderingen in de algehele gezondheid te beoordelen.

Dieet interventie. Alle voedingsmiddelen voor de diëten worden verstrekt onder leiding van een getrainde diëtist. Het eten wordt wekelijks bezorgd op het huisadres van de deelnemers op de door hen gekozen tijd en datum. We zullen de algemeen beschikbare Shipt-service gebruiken om etenswaren van lokale supermarkten te leveren, waardoor ons bezorggebied en bereik enorm worden uitgebreid. Deze methode wordt momenteel met succes toegepast bij lopende dieetinterventies door de Co-PI (Sorge) en onze Co-Is (Goss, Gower), is populair bij deelnemers en haalbaar. Verwacht wordt dat de keuze van de deelnemer de therapietrouw zal vergroten, evenals het feit dat voedsel wordt geleverd door lokale supermarkten. Wij zijn van mening dat wekelijks contact met de diëtist en het onderzoekspersoneel ervoor zorgt dat de interventie behouden blijft en de therapietrouw verbetert.

De voedingsrichtlijnen voor Amerikanen (www.choosemyplate.gov/dietary-guidelines) suggereert 225-325 g koolhydraten/dag. Daarom worden deelnemers die minder dan 100 g/dag consumeren beschouwd als een koolhydraatarm dieet en worden uitgesloten. Deelnemers worden willekeurig toegewezen met behulp van gestratificeerde randomisatie, op basis van ras, aan een van de twee dieetgroepen. Het Low-Carbohydrate Diet (LCD) is ontworpen om de dagelijkse inname van koolhydraten te verminderen. Van koolhydraten is bekend dat ze robuuste insulinereacties opwekken die kunnen leiden tot oxidatieve stress en pro-inflammatoire cytokine-afgifte. Deelnemers krijgen de instructie om hun totale (niet netto) inname van koolhydraten te verminderen tot ≤ 40 g/dag. Maaltijden worden zo aangeboden dat geen enkele combinatie van gekozen maaltijden onze limiet overschrijdt. Vetten zullen niet worden beperkt, noch eiwitten (vlees, eieren). Door het verstrekken van maaltijden door ons studiepersoneel kunnen we echter de totale hoeveelheid eiwitten en vetten beperken, waardoor deze bron van variabiliteit wordt verminderd. Fruit is beperkt en groenten zijn in beperkte hoeveelheden toegestaan ​​(2 kopjes/dag bladgroenten, 1 kopje/dag niet-zetmeelrijke groenten, enz.). Deelnemers krijgen instructies over de soorten en hoeveelheden dranken die bij het LCD-scherm mogen worden geserveerd. Dagelijkse of bijna dagelijkse consumptie van met suiker gezoete dranken werd in verband gebracht met een verminderd optimisme bij patiënten met chronische pijn en een groter risico op depressie bij gezonde vrouwen. Kunstmatige koolhydraatvrije zoetstoffen (stevia of sucralose) zijn toegestaan, maar zoetstoffen in poedervorm (aspartaam, sacharine, stevia, sucralose) mogen slechts in beperkte hoeveelheden worden gebruikt omdat ze maltodextrine bevatten (1 g snel verteerbare koolhydraten). Het is ook bekend dat LCD's inflammatoire biomarkers in grotere mate verminderen dan vetarme diëten. In feite resulteerde een LCD in een verbeterde insulinegevoeligheid en verminderde triglyceriden, zelfs wanneer rekening werd gehouden met gewichtsverlies. Het is vermeldenswaard dat onze LCD niet gericht is op gewichtsverlies, maar dat we verwachten dat er enig gewichtsverlies zal optreden. In sommige gevallen zullen dieetstudies ernaar streven om gewicht te behouden of gewichtsverlies aan te moedigen. Onze ervaring suggereert echter dat het LCD-scherm de neiging heeft om de eetlust te verminderen, waardoor gewichtsbehoud moeilijker wordt voor deelnemers. Als gevolg hiervan zullen we noch gewichtsverlies noch gewichtsbehoud stimuleren, maar voldoende voedsel verstrekken om honger te verminderen. Hoewel ontsteking geen primaire uitkomstmaat is in het huidige voorstel, hebben we reden om aan te nemen dat onze LCD ontstekingsmarkers zal verminderen. In twee lopende onderzoeken hebben we de Dietary Inflammatory Index (DII) gebruikt om de dagelijkse eetgewoonten in onze populatie te categoriseren. De DII beoordeelt de pro- en anti-inflammatoire kwaliteit van voedingsmiddelen op basis van wetenschappelijk onderzoek om een ​​dieet te classificeren als pro-inflammatoire (positieve waarden) of ontstekingsremmende (negatieve waarden). In onze onderzoeken hebben we ontdekt dat deelnemers aan chronische pijn in het gebied verhoogde DII-scores hebben (4,52 ± 0,70, gemiddelde ± SD), terwijl deelnemers op ons LCD-scherm veel lagere waarden hebben (-2,16 ± 0,72), wat een meer ontstekingsremmend effect weerspiegelt. dieet patroon. We zullen DII-scores voor het huidige voorstel berekenen om correlaties tussen DII en ontstekingsmarkers mogelijk te maken.

Deelnemers die zijn gerandomiseerd naar de USDA-dieetgroep (www.choosemyplate.gov) zullen maaltijden kiezen die compatibel zijn met de USDA-richtlijnen en om de inname van vet te verminderen. Deze zullen bestaan ​​uit ongeveer 60% koolhydraten, 20% eiwit, 20% vet. Cholesterol en verzadigde vetten worden beperkt en alle zuivelproducten worden vetarm. De USDA-dieetgroep zal waarschijnlijk gewichtsverlies en gezondheidsvoordelen ervaren, maar meer van de totale energie zal worden afgeleid van koolhydraten in vergelijking met de LCD-groep.

Pijnspecifieke vragenlijsten. Pijn en invaliditeit worden gemeten met behulp van de BPI (korte vorm), WOMAC en KOOS. De BPI wordt gebruikt om de ernst van pijn te beoordelen en de mate waarin die pijn de dagelijkse activiteiten verstoort. Deze inventaris maakt ook rapporten mogelijk over medicijnen die worden gebruikt om pijn te behandelen. De WOMAC wordt vaak gebruikt in onderzoeken naar artritis en is gevalideerd in tal van klinische onderzoeken. Met name maakt de WOMAC beoordeling van pijn en interferentie mogelijk, maar is ook specifiek voor aspecten van stijfheid in de gewrichten die niet toegankelijk zijn voor andere onderzoeken. De KOOS is specifiek voor deze aandoening en beoordeelt dagelijkse pijn en kwaliteit van leven. Het PCS beoordeelt de fysieke en emotionele problemen die verband houden met de knie-artrose die kan worden gewijzigd met onze LCD. De TSK meet angst voor beweging geassocieerd met chronische pijnaandoeningen en wordt waarschijnlijk geassocieerd met veranderingen in actigrafie. We hebben deze maatregelen eerder gebruikt voor patiënten met chronische pijn. Deze beoordelingen worden bij aanvang en om de 3 weken gegeven.

Opgewekte pijntesten. Bij kliniekbezoeken 1-4 zullen evoked tests worden uitgevoerd door onderzoekers die blind zijn voor de conditie van de deelnemer om te bepalen in welke mate knieartrose de normale activiteiten verstoort. Patiënten beoordelen de intensiteit en onaangenaamheid van de pijn in hun knie (0-100 schaal) voorafgaand aan en onmiddellijk na de tests. Tussen elke taak worden vragenlijsten gegeven om een ​​rustperiode in te lassen. De taakvolgorde is willekeurig. We verwachten dat dieetinterventie de pijn die bij deze tests wordt ervaren, zal veranderen.

Temporele sommatie zal worden beoordeeld op de patella van de aangedane knie met behulp van een nylon monofilament (Touchtest Sensory Evaluator 6.65) gekalibreerd om te buigen bij 300 g druk. Deelnemers geven een pijnscore na een enkel contact van het monofilament, waarna ze een andere pijnscore geven na een reeks van 10 contacten (met een snelheid van één contact per seconde). De verandering in pijnscores voor enkele versus meerdere contacten weerspiegelt temporele sommatie.

Herhaalde stoelstandaards is een onderdeel van de Short Performance Physical Battery. Deelnemers wordt gevraagd om vijf keer achter elkaar zo snel mogelijk met gekruiste armen vanuit een zittende positie op te staan. De tijd tot voltooiing en het aantal succesvolle stands wordt gescoord als de mate van bekwaamheid.

Getimede wandeling zal de laatste taak zijn. Net als bij de Short Performance Physical Battery wordt op de vloer een afstand van 4,5 meter uitgezet. De deelnemers leggen de afstand twee keer lopend af met normale loopsnelheid en de tijd die nodig is om elke wandeling te voltooien, wordt geregistreerd.

Kwaliteit van leven en emotionele toestand. De kwaliteit van leven wordt elke 3 weken gemeten met de SF-36. De SF-36 meet de algemene gezondheidstoestand en kwaliteit van leven in acht domeinen die relevant zijn voor de beoordeling van een dieetinterventie. De domeinen omvatten fysiek functioneren, rolbeperkingen als gevolg van lichamelijke gezondheid, lichamelijke pijn, algemene gezondheidspercepties, vitaliteit, sociaal functioneren, rolbeperkingen als gevolg van emotionele problemen en geestelijke gezondheid. De SF-36 heeft betrouwbaarheid en validiteit aangetoond bij oudere volwassen populaties en in onderzoeken naar dieetinterventie. Depressie en stemming worden beoordeeld met behulp van de CES-D. Deelnemers met verhoogde scores op de CES-D worden doorverwezen naar UAB Psychiatry Services voor evaluatie en opgevolgd door studiepersoneel. De Patient Global Impression of Change (PGIC) is een korte vragenlijst die aan het einde van de interventie wordt gegeven om de gevoelens van de patiënt met betrekking tot de impact van de interventie op hun algehele gezondheid te beoordelen en kan een positieve voorspeller zijn van toekomstige therapietrouw. De PGIC is een integraal onderdeel van pijnonderzoeken, aangezien deze beoordeling rechtstreeks de overtuigingen van deelnemers over de interventie meet en van groot klinisch belang is.

Röntgenabsorptiometrie met dubbele energie (DXA). Lichaamssamenstelling en visceraal vet worden bepaald door DXA (GE Healthcare Lunar, Madison, WI). Deelnemers worden gescand in lichte kleding terwijl ze plat op hun rug liggen met de armen langs hun lichaam. Naast de botmineraaldichtheid wordt de totale en regionale (romp, been) lichaamssamenstelling (vetmassa, botmassa, vetvrije massa) bepaald. Deze tests worden uitgevoerd bij aanvang en aan het einde van de interventie van 6 weken voorafgaand aan de functionele tests. We hebben deze techniek in het verleden gebruikt voor onderzoek naar voeding.

Bloed Biomarkers. Markers van ontsteking zullen worden gemeten in nuchtere sera genomen bij baseline (bezoek #2) en aan het einde van fase 2 (bezoek #4). Bij elk bezoek wordt 10 ml bloed afgenomen door een getrainde verpleegkundige. Sera worden geïsoleerd, verdeeld in porties en ingevroren bij -80°C. Markers van ontsteking (hs-CRP, door SIRRUS-analysator, en IL-1β, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNFα, PGE2 en IFN-γ met behulp van het MesoScale Discovery multiplex-systeem) worden gemeten in de Human Physiology Core aan de UAB. Daarnaast zullen we radio-immunoassay gebruiken om de leptinespiegels in serum te meten. Cholesterol (high-density lipoprotein; HDL, low-density lipoprotein; LDL, triglyceriden; TG) zal worden gemeten door de SIRRUS-analysator. De bloedglucosewaarden worden gemeten via een standaard glucometer. Hemoglobine A1c (HbA1c) wordt gemeten 4. Dit zal een meting van diabetes opleveren als een uitsluitingsfactor en als een proxy voor therapietrouw aan de LCD. HbA1c is een maat voor de inname van koolhydraten in de afgelopen 2-3 maanden en is gevoelig voor LCD's.

Statistische kracht. Om de LCD- en USDA-groepen te vergelijken, werden berekeningen van de steekproefomvang uitgevoerd met behulp van analyse van covariantie in PASS 14 (NCSS, LLC; Kaysville UT) met 0,05 tweezijdig significantieniveau. Met ras- en baseline-uitkomsten als aanpassingsfactoren met een gecombineerde R2 van 0,25 en een steekproef van 40 per ras-dieetgroep (160 totaal voor 2 rassen met 2 behandelingsgroepen), hebben we 90% vermogen om een ​​effectgrootte van slechts 0,22 te detecteren in het dieet belangrijkste effect. Voor de pijnintensiteitsmetingen uitgaande van een standaarddeviatie van 3, hebben we 90% vermogen om veranderingen in pijn van ten minste 1,34 eenheden te detecteren. Pilotgegevens en de literatuur suggereren een standaarddeviatie in pijn van 2 en verminderingen van ≥1,5 die als klinisch relevant worden beschouwd; we hebben er conservatief voor gekozen om deze maatstaf voor variabiliteit met 50% te verhogen. De detecteerbare effectgrootte van 0,22 geldt voor elk van de uitkomstmaten tussen voedingsgroepen (Doel 1: Hypothesen 1-3) en uitkomstmaten tussen rasgroepen (Doel 2: Hypothesen 1-2). Voor correlatieanalyses (Doel 2: Hypothese 3; Doel 3: Hypothesen 1-2) hebben we 90% power om correlaties te detecteren van minimaal 0,25 met 160 deelnemers. Uitgaande van een uitvalpercentage van 20%, zullen we 200 deelnemers rekruteren (100/race) om 160 voltooiers te bereiken.

Klinisch betekenisvolle verschillen. Groepsgemiddelde verschillen weerspiegelen niet altijd klinisch betekenisvolle verschillen op individueel niveau. Daarom zal een analyse worden uitgevoerd aan de hand van gepubliceerde klinisch relevante verschillen in: (1) WOMAC-pijn, (2) WOMAC-handicap en baseline pijnintensiteitsscore. In het kort wordt een vermindering van ≥1,5 (pijn) of ≤6,0 (handicap) als klinisch zinvol beschouwd, evenals een vermindering van ≥1,7 op een 11-punts beoordelingsschaal. Omgekeerd wordt een toename van ≥ 2,2 (pijn) of ≥ 6,0 (handicap) als verslechtering beschouwd, evenals een toename van ≥ 2,2 op een 11-puntsschaal. Er zullen gegeneraliseerde lineaire gemengde modellen worden gebruikt om de kans op verbetering of verslechtering tussen NHB- en NHW-deelnemers in te schatten. In onze haalbaarheidsstudie1 zagen we dat de LCD effectiever was in het verbeteren van zowel pijn- als invaliditeitsscores op de WOMAC, volgens de hierboven beschreven criteria.